Светодиодный автомобильный стробоскоп. Автомобильный стробоскоп из лазерной указки

Электроника за рулем

П. БЕЛЯЦКИЙ, г. Бердск Новосибирской обл
Радио, 2000 год, № 9

Известно, насколько важна оптимальная установка момента зажигания горючей смеси в цилиндрах бензинового двигателя для обеспечения его максимальной мощности, экономичности и правильного температурного режима. Выполнение этой работы без приборов требует определенного опыта, отнимает немало времени, да и точность установки может оказаться невысокой.
Простой стробоскоп на светодиодах позволит быстро, точно и с минимумом хлопот установить угол опережения зажигания.

Светоизлучателем в стробоскопических приборах заводского изготовления служит безынерционная импульсная лампа, обеспечивающая настолько яркие световые вспышки, что устанавливать опережение зажигания можно даже в условиях большой внешней освещенности. К сожалению, срок службы импульсных ламп невелик, да и приобрести новую, нужного типа, непросто.

С появлением на рынке отечественных светодиодов с силой света более 2000 мкд (для сравнения - у светодиодов серии АЛ307-М при таком же токе значение этого параметра 10... 16 мкд) стало возможным использование их в любительских стробоскопических приборах. В описываемой ниже конструкции использована группа из девяти светодиодов КИПД21П-К красного свечения. Прототипом прибора послужило устройство, опубликованное в болгарском журнале "Радио, телевизия, электроника", 1988, № 8, с. 37.

Работа стробоскопа основана на так называемом стробоскопическом эффекте. Суть его состоит в следующем: если осветить движущийся в темноте объект очень короткой яркой вспышкой, он зрительно будет казаться как бы неподвижно "застывшим" в том положении, в каком его застала вспышка. Освещая, например, вращающееся колесо вспышками, следующими с частотой, равной частоте его вращения, можно зрительно "остановить" колесо, что легко заметить по положению какой-либо метки на нем.

Для установки момента зажигания запускают двигатель на холостые обороты и стробоскопом освещают специальные установочные метки. Одна из них - подвижная - размещена на коленчатом валу (либо на маховике, либо на шкиве привода генератора), а другая - на корпусе двигателя. Вспышки синхронизируют с моментами новообразования в запальной свече первого цилиндра, для чего емкостный датчик стробоскопа крепят на ее высоковольтном проводе.

В свете вспышек будут видны обе метки, причем, если они находятся точно одна против другой, угол опережения зажигания оптимален, если же подвижная метка смещена, корректируют положение прерывателя-распределителя до совпадения меток. Если на автомобиле установлен электронный октан-корректор, совпадения меток добиваются соответствующей ручкой регулировки. О том, как подготовить двигатель для этой операции, можно прочитать в книге "Электрооборудование автомобилей" (Справочник), под ред. Чижкова Ю. П. - М.: Транспорт. 1993.

Схема стробоскопа

Питают прибор от бортовой сети автомобиля. Диод VD1 (см. схему на рис. 1) защищает стробоскоп от ошибочной перемены полярности напряжения питания.

Емкостным датчиком прибора служит обычный зажим "крокодил", который прицепляют на высоковольтный провод первой запальной свечи двигателя. Импульс напряжения с датчика, пройдя через цепь C1R1R2. поступает на тактовый вход триггера DD1.1, включенного одновибратором.

До прихода импульса одновибратор находится в исходном состоянии, на прямом выходе триггера - низкий уровень, на инверсном - высокий. Конденсатор СЗ заряжен (плюс со стороны инверсного выхода), заряжается он через резистор R3.

Импульс высокого уровня запускает одновибратор, при этом триггер переключается и конденсатор начинает перезаряжаться через тот же резистор R3 с прямого выхода триггера. Примерно через 15 мс конденсатор зарядится настолько, что триггер будет снова переключен в нулевое состояние по входу R.

Таким образом, одновибратор на последовательность импульсов емкостного датчика реагирует генерацией синхронной последовательности прямоугольных импульсов высокого уровня постоянной длительностью - около 15 мс. Длительность импульсов определяют номиналы цепи R3C3. Плюсовые перепады этой последовательности запускают второй одновибратор, собранный по такой же схеме на триггере DD1.2.

Длительность импульсов второго одновибратора - до 1,5 мс. На это время открываются транзисторы VT1 - VT3, составляющие электронный коммутатор, и через группу светодиодов HL1 - HL9 протекают мощные импульсы тока - 0,7...0,8 А.

Этот ток значительно превышает паспортное значение максимально допустимого импульсного прямого гока (100 мА), установленное для светодиодов. Однако, поскольку длительность импульсов мала, а их скважность в нормальном режиме не менее 15. перегрева и выхода из строя светодиодов не отмечено. Яркость же вспышек, которую обеспечивает группа из девяти светодиодов, оказывается вполне достаточной для работы со стробоскопом даже днем.

Для того чтобы убедиться в надежности прибора, был проведен контрольный электропрогон светоизлуча-теля при токе в импульсе 1 А в течение часа. Все светодиоды выдержали испытания, при этом их перегревания не было обнаружено. Заметим, что обычно время пользования прибором не превышает пяти минут.

Экспериментально установлено, что длительность вспышек должна быть в пределах 0.5...0.8 мс. При меньшей длительности увеличивается ощущение недостатка яркости освещения меток, а при большей - увеличивается их "размытость". Необходимую длительность легко подобрать визуально во время работы со стробоскопом подстроечным резистором R4. входящим во времязадающую цепь R4C4 второго одновибратора.

Назначение первого одновибратора - защитить светодиоды от выхода из строя при случайном увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя в процессе пользования стробоскопом. Обычно установку угла опережения зажигания проводят на оборотах двигателя, близких к холостым. Если частота искрообразования будет увеличиваться, начнет уменьшаться скважность вспышек (так как их длительность фиксирована). При большой частоте искрообразования выделение тепла в светодиодах может стать чрезмерно большим, что приведет к выходу их из строя.

Длительность импульсов первого одновибратора выбрана такой, чтобы при достижении частоты вращения коленчатого вала около 2000 мин -1 скважность выходных импульсов этого одновибратора приблизилась к 1. При дальнейшем увеличении входной частоты работа триггера DD1 выходит из синхронизма с ней и одновибратор начинает вырабатывать импульсы случайных длительности и частоты. Усредненная частота срабатывания второго одновибратора в этом режиме существенно меньше опасного предела.

Резистор R9 способствует более полному закрыванию мощного транзистора VT3 в паузах между вспышками. Этот транзистор необходимо выбрать с минимальным напряжением насыщения коллектор-эмиттер, тогда гораздо легче будет обеспечить требуемую яркость вспышек.

Если яркость окажется все же недостаточной, можно попробовать собрать выходной транзисторный коммутатор по схеме, показанной на рис. 2. В этом случае, кстати, будет ограничен на безопасном уровне коллекторный ток транзисторов VT1 и VT2.

Резисторы R6-R8 ограничивают ток через светодиоды. Конденсатор С2 подавляет импульсы напряжения в цепи питания прибора, могущие вызывать сбои в работе триггеров. Резистор R5 ограничивает базовый ток транзистора VT1.

Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2. а также на 564ТМ2 с учетом особенностей ее корпуса. Вместо диода КД209А подойдет КД208А. но лучший результат дадут диоды КД226А, КД213А-КД213Г, КД2997В, КД2999В, так как у них меньше прямое падение напряжения. Подстроенный резистор - СПЗ-196 или СП5-1. Кон денсаторы - КМ-5, К73-9 или другие; С1 должен выдерживать напряжение до 200 В.

Транзисторы КТ315Б могут быть заменены любыми из серий КТ3102. КТ342, а КТ815А - любым из серий КТ815, КТ817.

Проводник от датчика до прибора должен быть не слишком длинным и обязательно экранированным, поскольку чувствительность прибора весьма высока. Выключатель SA1 - любой автомобильный или тумблер ТВ2-1.

Стробоскоп удобнее всего собрать в пластмассовом корпусе от карманного фонаря. Светодиоды монтируют на диске толщиной 1 мм из фольгированного стеклотекстолита вплотную один к другому, крепят диск на место лампы фонаря. Ручку резистора R4 можно вывести на одну из стенок корпуса вблизи от выключателя питания SA1.

Правильно собранный прибор налаживания не требует. Нужно только установить оптимальную яркость освещения и четкость наблюдаемых меток резистором R4.

Автолюбители знают, какое значение имеет правильная установка начального момента зажигания топлива в карбюраторных двигателях для хорошей езды. Предлагаемым прибором можно не только устанавливать начальный момент зажигания на оборотах холостого хода, но и найти неработающую свечу, проверить работу катушки зажигания, проконтролировать работу центробежного и вакуумного регулятора угла опережения момента зажигания до 3000 оборотов в минуту. Большая частота просто опасна для двигателя, работающего без нагрузки. Схема стробоскопа приведена на рисунке 1.

Импульсы с высоковольтного провода через дифференцирующую цепочку C1,R2 и резистор R1 запускают ждущий одновибратор на элементах DD1.1, DD1.2. Импульсы одновибратора, длительностью около 1,5 миллисекунды, проходят через ключевой каскад на транзисторах VT1, VT2 и включают светодиод лазерной указки. Лазерная указка используется с расширяющей в линию насадкой. Это может быть насадка с изображением человека, динозавра, рыбы или птицы √ главное, чтобы изображение напоминало линию. При солнечной погоде, но в тени, можно использовать указку и без насадки, направляя луч только на подвижную метку. Без насадки яркость лазерного луча увеличивается. Неподвижная метка на корпусе двигателя при солнечном освещении хорошо видна.

Печатная плата стробоскопа дана на рисунке 2 для варианта с применением микросхемы с планарными выводами √ а и микросхемы с выводами в корпусе DIP-14 √ б. Цифры под платой обозначают места установки резисторов с номером, соответствующим схеме на рисунке1. Тонкими линиями обозначены проводники со стороны установки микросхемы. С этой же стороны в отверстия (Э-К-Б) устанавливается транзистор VT1. Транзистор VT2 и конденсатор C2 устанавливаются со стороны печатных проводников. Резистор R3, для варианта с микросхемой с планарными выводами, так же можно поставить с этой стороны печатной платы. Печатная плата разработана так, чтобы она поместилась в батарейный отсек лазерной указки. Входная цепь (C1, R1, R2) размещена на торце деревянной бельевой прищепки (рис.3б).

Работу платы сначала проверьте на двигателе с любым светодиодом, подключив его в соответствующей полярности вместо лазера. Указку можно разобрать двумя способами √ выдавливанием со стороны батарейного отсека или вытаскиванием со стороны насадки. Выкручивается насадка, и под нее устанавливается подходящее кольцо толщиной 1-2 мм так, чтобы кольцо упиралось в корпус. Затем вкручивается насадка, постепенно выпрессовывая корпус с лазером. Если надо, операция повторяется с кольцом большей толщины. Можно обойтись без колец, подкладывая под насадку отвертку, но тогда повреждаются края алюминиевого корпуса указки. Вторым способом под крышку батарейного отсека подкладывается гайка М5, М4 или любой другой круглый плотный предмет. Постепенно, закручивая крышку, выдавливаем корпус с лазером. Здесь надо следить за тем, чтобы не повредить кнопку включения лазера. Когда освободится кнопка, ее надо вытащить из корпуса. Этим способом разборки указки нужно пользоваться ОСТОРОЖНО, не прилагая больших усилий, так как можно повредить лазер. В разобранной указке выпаивается кнопочный выключатель (рис.4).

Плата укорачивается бокорезами так, чтобы осталась одна полоска печатного проводника, которая использовалась выключателем. Здесь надо работать аккуратно, чтобы не повредить резистор поверхностного монтажа на 68-82 Ом. Если вы его все-таки повредили √ не беда. Увеличьте номинал резистора R5 до 270 Ом, а проводники, где стоял резистор поверхностного монтажа, закоротите. Транзистор VT2 и конденсатор C2 устанавливаются со стороны печатных проводников. Конденсатор С1 лучше взять типа КТ √ трубчатый, так как они рассчитаны для работы с большим напряжением. Под микросхему 564ЛЕ5 и транзистор КТ815 подложите изолирующие прокладки из бумаги или целлофана. Собранную плату проверьте, вставив ее в цилиндр корпуса указки. Внутрь корпуса, где будет стоять плата, вставьте целлофан, если нет штатного. После проверки платы на свободное прохождение в корпус указки, можно спаять указку и плату в монолит медным проводом, пропущенным через отверстия установки кнопочного выключателя. Можно соединить плату и указку проводом МГТФ-0,07. Обязательно припаяйте провод плюса питания на печатный проводник возле лазера, идущий на корпус, место пайки показано на рисунке 4. Вставьте плату и запрессуйте указку в корпус.

Провода питания необходимой длины снабдите зажимами типа ╚крокодил╩ с маркировками или разъемом, входящим в разъем штатной переносной лампы-подсветки. Если подключение к разъему лампы-подсветки не однозначно, то в разрыв плюсового провода надо поставить любой диод плюсом к разъему для защиты от переполюсовки. Провод, идущий на зажим к высоковольтному проводу, должен быть экранированным. Для безопасности работы с включенным двигателем, зажим к высоковольтному проводу сделан из деревянной прищепки (рис.3). Из пачки деревянных прищепок ни одной не нашлось с совпадающими отверстиями, поэтому лучше просверлить новое отверстие Ф6 мм ближе к краю губок. Отверстие легко просверлить, если прищепку зажать в тисках. Одна из губок прищепки оборачивается жестью, шириной не более 3 мм или несколькими витками луженого провода. С наружной стороны прищепки концы жести спаиваются вместе. Сюда же припаивается конденсатор С1. Экранированный провод крепится на прищепке медной скобой. Высоковольтные провода на автомобиле могут иметь трещины, которые визуально не обнаруживаются. Если токосъемник-прищепка будет установлена на провод с трещиной, то произойдет пробой и стробоскоп сгорит. Поэтому необходимо токосъемник обвернуть несколькими витками изоленты или залить герметиком.

Проверьте стробоскоп на работоспособность (сначала со светодиодом!) и загерметизируйте корпус со стороны платы и проводов, а также делитель на прищепке силиконовым герметиком. Чтобы насадка лазера не забилась грязью в ╚бардачке╩ автомобиля, подберите на нее крышку от медицинских пузырьков.

Работать со стробоскопом просто. Перед работой протрите белую краску на метках корпуса и шкива коленвала. Если метки не окрашены, то покрасьте их белой краской √ это пригодится в будущем. Включите хорошо прогретый двигатель на холостых оборотах (600-800). Подключите зажимы напряжения питания. Зажмите прищепкой высоковольтный провод первой свечи и направьте лазер на неподвижную метку, расположенную на корпусе. Затем найдите лучом лазера подвижную метку на шкиве маховика. Если установка момента зажигания на вашем автомобиле нарушена, то подвижная метка может находиться далеко от неподвижной метки. Вращением корпуса распределителя зажигания добейтесь совпадения подвижной (на шкиве коленвала) и неподвижной меток. Зафиксируйте распределитель в этом положении. Далее можно кратковременно увеличить обороты и наблюдать расхождение меток. При увеличении оборотов зажигание должно быть более раннее, для проверки которого существуют две другие неподвижные метки, расположенные через 5 градусов опережения зажигания. На 3000 оборотов в минуту угол опережения зажигания для автомобилей ВАЗ должен быть в пределах 15-17 градусов. Не увеличивайте обороты более 3000! Это опасно для двигателя и лазерной указки! Для проверки работы свечей зажигания поочередно зажимайте прищепкой высоковольтные провода. Если свеча пробивает на корпус или происходит пропуск зажигания, то вспышки лазера будут меньшей частоты. ВНИМАНИЕ! Не направляйте луч лазера в глаза! Не забудьте, что корпус стробоскопа находится под напряжением плюс 13,8 вольт (или другое напряжение, выдаваемое регулятором), поэтому нельзя класть его на корпус автомобиля с включенным лазером, если корпус стробоскопа не изолирован.

Литература: Беляцкий П. Светодиодный автомобильный стробоскоп. - Радио, 2000, 9, с. 43.

Автомобилисты знают, насколько важна правильная установка момента зажигания топлива в цилиндрах карбюраторного двигателя. Для этого используют стробоскопы. В статье П. Беляцкого "Светодиодный автомобильный стробоскоп " ("Радио", 2000, № 9) описан простой прибор с фонарем в виде сборки из ярких светодиодов вместо импульсной фотолампы.

Предлагаемый вниманию читателей стробоскопический прибор позволяет не только установить оптимальный угол опережения зажигания (ОЗ) на холостых оборотах двигателя, но и найти неисправную свечу, проверить работу катушки зажигания, проконтролировать работу центробежного и вакуумного регуляторов угла 03 на частоте вращения коленчатого вала до 3000 мин-1 (большая частота опасна для двигателя, работающего без нагрузки). Прибор не рассчитан для использования на станциях техобслуживания, но может оказать неоценимую услугу автолюбителю, застрявшему в пути из-за сбоев в системе зажигания.

Схема стробоскопа изображена на рис. 1. Импульсы с высоковольтного свечного провода, пройдя через входной узел, состоящий из дифференцирующей цепи С1, R2 и ограничительного резистора R1, запускают одновибратор, собранный на элементах DD1.1, DD1.2. Выходные импульсы одновибратора длительностью около 0,15 мс поступают на базу составного транзистора VT1VT2, работающего усилителем тока. В коллекторную цепь транзистора включена лазерная указка BL1, служащая нагрузкой усилителя. Поскольку выходные импульсы одновибратора имеют высокий уровень, на время их действия составной транзистор открывается и лазер указки формирует световые вспышки.

Указка рассчитана на напряжение питания 4,5 В, а в стробоскопе она работает от бортовой сети с напряжением 13,8 В, поэтому длительность выходных импульсов одновибратора не должна превышать 0,15 мс - значение подобрано экспериментально и стоило нескольких "сгоревших" лазеров. При длительности импульса более 0,15 мс средняя рассеиваемая лазером мощность достигает предельно допустимой и резко повышается риск сжечь указку, а при меньшей метка на шкиве коленвала становится зрительно "трудноуловимой". Необходимо также помнить, что и частота вспышек более 100 Гц (соответствует частоте вращения коленчатого вала двигателя 3000 мин-1) опасна для указки, работающей при повышенном напряжении.

Конструктивно стробоскоп состоит из датчика импульсов зажигания, прицепляемого к свечному проводу первого цилиндра двигателя, и собственно указки, внутрь которой помещены все остальные детали. Датчик соединен с указкой экранированным кабелем длиной 50 см.

Основой датчика импульсов зажигания служит бельевая прищепка, на боковой грани которой размещены детали С1, R1, R2 входного узла. На одну из половин прищепки в месте, где расположено рабочее полуотверстие, наматывают виток ленты шириной не более 3 мм из жести или тонколистовой меди в виде бандажа (рис. 2). К нему припаивают вывод конденсатора С1. Вывод резистора R1 припаивают к центральному проводу соединительного кабеля, а резистора R2 - к экрану. Кабель проволочным бандажом прикрепляют к ручке прищепки. Сверху детали входного узла следует покрыть силиконовым герметиком и защитить от ударов планкой иг текстолита (на рисунке не показана).

Для установки деталей стробоскопа указку нужно сначала разобрать. Отвинтив насадку, устанавливают под нее кольцо-съемник с осевой толщиной 1...2 мм так, чтобы оно упиралось в край цилиндрического кожуха. Затем навинчивают с усилием насадку, постепенно выпрессовывая "начинку" из кожуха. Если необходимо, операцию повторяют с кольцом большей толщины.

Попытки разобрать указку без кольца-съемника приводят, как правило, к повреждению кромки кожуха, изготовленного из мягкого алюминиевого сплава. Выдавливание "начинки" из кожуха со стороны батарейного отсека, как показала практика, также сопряжено с большим риском повреждения указки.

С платы разобранной указки (рис. 3) выпаивают кнопочный выключатель и боковыми кусачками аккуратно, чтобы не повредить резистор, укорачивают ее до штриховой линии (печатные проводники показаны серыми). Если резистор все-таки оказался поврежденным, не беда, достаточно выводы его замкнуть перемычкой, а сопротивление резистора R5 на схеме (см. рис. 1) увеличить до 270 Ом.

Детали одновибратора и выходного усилителя тока размещают на печатной плате из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. Чертеж платы показан на рис. 4 (а - сторона печати; б - сторона деталей). Оба транзистора и конденсатор С2 припаивают со стороны печати непосредственно к печатным площадкам.

Отверстия под микросхему должны быть такими, чтобы ее можно было смонтировать возможно ближе к плате - так будет легче вставить плату в кожух указки при сборке. Вывод 7 микросхемы и один из выводов резистоpa R3 необходимо пропаять с обеих сторон платы. Поскольку плата довольно "тесная", постарайтесь заранее продумать последовательность монтажа деталей, чтобы не пришлось потом отпаивать уже установленные. Микросхему монтируйте в последнюю очередь. Контактные площадки квадратной формы на обеих сторонах платы необходимо соединить отрезками медного провода и пропаять. Под транзистор VT2 следует вложить тонкую изоляционную прокладку.

Прежде чем соединять собранную плату стробоскопа с подготовленной платой указки, целесообразно проверить его работу со светодиодом вместо лазера. Светодиод (например, АЛ307Б) временно припаивают анодом к плюсовому выводу питания, а катодом - к резистору R5.

Для того чтобы можно было наладить стробоскоп в лабораторных условиях, целесообразно собрать по схеме на рис. 5 испытательный мультивибратор. Он вырабатывает короткие импульсы высокого уровня с частотой повторения, регулируемой переменным резистором R2.

Импульсы подают на вход стробоскопа и подбирают резистор R3 таким, чтобы длительность выходных импульсов не превышала 0,15 мс.

После этого нужно убедиться, что собранная плата свободно входит в кожух указки.

К собранной плате припаивают три гибких вывода - общий, входной (к резистору R1 датчика) и плюсовой питания (+13,8 В), прикладывают ее к плате указки соединительными фольговыми площадками наружу, в оба сборочные отверстия плат вставляют по отрезку медного провода диаметром 0,5 мм и пропаивают. Не забудьте отдельным проводником соединить плюсовой вывод лазера на плате указки (см. рис. 3) с плюсовым проводом питания на плате стробоскопа. Еще раз проверьте, войдет ли конструкция в кожух указки.

Если все в порядке, внутрь кожуха вставляют свернутый в трубку изолятор из тонкой жесткой пластиковой пленки и вводят в него лазер с платой. Торец с выводами указки заливают герметиком. Гибкие выводы питания оснащают зажимами "крокодил" с маркировкой полярности или разъемом для подключения к розетке переносной лампы.

Во всех случаях целесообразно в разрыв плюсового провода ввести диод, защищающий стробоскоп от случайного включения стробоскопа в обратной полярности (на схеме рис. 1 этот диод не показан). Подойдет любой диод на обратное напряжение не менее 50 В и средний выпрямленный ток не менее 100 мА. Смонтировать диод можно вблизи зажима "крокодил".

Кроме этого, учитывая, что кожух лазерной указки электрически соединен с плюсовым проводом питания, ее необходимо тщательно изолировать и во время пользования не допускать соприкосновения с деталями автомобиля. Тем не менее работать со стробоскопом будет проще, если последовательно с защитным диодом включить миниатюрный плавкий предохранитель на ток 0,16 А (на схеме тоже не показан).

Для работы стробоскопа датчик-прищепку цепляют на свечной высоковольтный провод первого цилиндра двигателя. Запускающие импульсы поступают на прибор через емкость между высоковольтным проводом и бандажом в рабочем отверстии датчика. Емкость должна быть минимально необходимой для устойчивого запуска.

Если емкость выбрать чрезмерно большой, амплитуда запускающего импульса при неблагоприятных обстоятельствах может превысить допустимую для микросхемы и стать причиной ее порчи. Поэтому в начале датчик следует устанавливать на провод через сухую прокладку толщиной 1 мм из полиэтилена или ПВХ. Если запуска стробоскопа не происходит - нет мигающего свечения лазера на самых малых оборотах двигателя, - прокладку надо заменить более тонкой.

Работать со стробоскопом удобнее, когда его световое пятно имеет вытянутую форму - это облегчает фиксацию обеих меток в поле зрения. Поэтому на указку надевают одну из прилагающихся насадок, вытягивающих пятно в линию. При работе в светлое время дня, но в тени, можно обойтись и без насадки (яркость пятна будет больше), направляя луч только на подвижную метку. Неподвижная метка на корпусе будет в этих условиях и так хорошо видна. Чтобы защитить лазер и насадку от грязи и пыли при хранении, подберите для нее подходящий чехол из пластика.

Возможно, кому-то покажется легче собрать одновибратор стробоскопа на миниатюрной микросхеме К564ЛЕ5. Чертеж платы для такого варианта показан на рис. 6. Здесь на стороне деталей (рис. 6,б) припаяны только конденсатор С2 и транзистор VT2, остальные детали - со стороны печати. Кроме этого, с входным узлом соединен вывод 2 микросхемы.

Перед работой со стробоскопом протрите белую краску на метках на корпусе и шкиве коленчатого вала двигателя автомобиля. Если метки не окрашены, обязательно надо это сделать - очень пригодится в будущем. Хорошо прогретый двигатель переведите на холостые обороты 600...800 мин-1. Подключите зажимы питания стробоскопа так, чтобы его питающие провода не соприкасались с высоковольтными. Установите датчик на высоковольтный провод первой свечи и направьте луч лазера на неподвижную метку, расположенную на корпусе. Затем найдите лучом лазера подвижную метку на шкиве маховика - яркость пятна в этом месте увеличивается из-за отражения от белой краски. Если метка не окрашена, яркость отраженного луча, наоборот, уменьшится, но это труднее зафиксировать, особенно при ярком освещении.

Убедиться в том, что найденное место - действительно метка, можно, немного изменив частоту вращения вала двигателя, при этом метка смещается вперед или назад по ходу вращения шкива.

Если установка момента зажигания на вашем автомобиле нарушена, подвижная метка может находиться далеко от неподвижной. На холостых оборотах метка на шкиве маховика должна находиться напротив средней неподвижной метки, т. е. угол опережения зажигания должен быть равен 5 град. Вращением корпуса прерывателя-распределителя зажигания добейтесь совпадения подвижной и неподвижной меток и зафиксируйте его в этом положении.

Кратковременно увеличивают обороты и наблюдают расхождение меток. При увеличении частоты вращения коленчатого вала зажигание должно становиться более ранним. На частоте вращения 3000 мин-1 угол опережения зажигания для автомобилей ВАЗ должен быть в пределах 15... 17 град. .

Не увеличивайте частоту вращения сверх 3000 мин-1 - это опасно и для двигателя, и для лазерной указки. Ни в коем случае не направляйте луч лазера в глаза!

В стробоскопе использована лазерная указка мощностью до 1 мВт. В последнее время в продаже появились лазерные указки в пять раз более яркие. Они имеют такие же размеры, и их применение в автомобильном стробоскопе предпочтительнее.

Литература

• Беляцкий П. Светодиодный автомобильный стробоскоп. - Радио, 2000. № 9, с. 43, 44.
• Ершов Б. В., Юрченко М. А. Легковые автомобили ВАЗ. - Киев, "Вища школа", 1983.

Дополнение

"Автомобильный стробоскоп из лазерной указки" - под таким заголовком в "Радио", 2004, № 1, с. 45, 46 была опубликована статья Н. Заеца. Мне понравилась идея использования лазерной указки в качестве фонаря стробоскопа. Для тех, кто хотел бы повторить эту конструкцию, но не знает устройства указки, предлагаю познакомиться с ней подробнее.

На рисунке представлена "начинка" указки-брелока. Источником света является полупроводниковый излучающий кристалл 3, припаянный к массивному основанию, служащему теплоотводом 2. Теплоотвод прикреплен к плате 1, на которой смонтированы кнопка включения, токоограничительный резистор и пружинный контакт батареи питания. Теплоотвод с платой туго вставлены в прорезь втулки-держателя 4, на другом конце которой нарезана наружная и внутренняя резьба.

Свет от кристалла сильно рассеян и в тонкий луч его собирает линза 6. Положение линзы относительно кристалла можно регулировать резьбовой втулкой 7. Пружина 5 прижимает линзу к втулке.

Для использования указки в качестве осветителя стробоскопа лучше расфокусировать пучок света, ввернув втулку до упора (но не давите сильно!). В результате диаметр светового пятна на расстоянии 1 м увеличится примерно до 6 см. На меньшем расстоянии диаметр пятна будет меньше. Во всяком случае с более широким, чем точка, пятном "держать" метку на шкиве двигателя легче, да и опасность для зрения меньше при случайном попадании луча в глаза.

Во многих статьях сделан акцент на том, что указка питается от источника напряжением 4,5 В, но наличие в ее конструкции токоограничительного резистора говорит о том, что напряжение может быть любым, достаточно лишь подобрать требуемый ток. Именно так включен лазер в стробоскопе. Для расчета резистора надо измерить ток лазера указки и падение напряжения на нем. На образцах лазера, имеющихся у меня, падало 2,6 В при токе 35 мА. При выборе токоограничительного резистора не надо забывать о встроенном резисторе сопротивлением 68 Ом.

В процессе проведения опытов по питанию указки завышенным током одна из них была испорчена. Но, как оказалось, кристалл остался целым, а отгорел его тонкий вывод. Работоспособность лазера была восстановлена каплей токопроводящего клея. Использованные при этом инструменты - швейная игла и линза 6.

Владельцы карбюраторных автомобилей не понаслышке знакомы с трудностями процесса регулировки зажигания. Обычно это делается на слух, что не очень удобно. Используя стробоскоп, это процесс можно облегчить. Однако промышленные устройства достаточно дорогие, поэтому многие изготавливают стробоскоп для зажигания своими руками.

Недостатки промышленных моделей

Промышленные устройства зачастую имеют определенные недостатки, из-за которых полезность прибора весьма сомнительна.

Для начала, цена на них бывает вполне существенной. Например, современные цифровые модели обойдутся автолюбителю в 1000 р. Более функциональные модели стоят уже от 1700. Продвинутые стробоскопы стоят порядка 5500 р. Нужно ли говорить, что стробоскоп автомобильный (своими руками сделанный) обойдется автолюбителю в 100-200 рублей.

Часто в заводских устройствах производитель применяет особо дорогую газоразрядную лампу. Лампа имеет определенный ресурс, а через некоторое время ее придется заменить. А это само по себе равносильно приобретению нового заводского устройства.

Почему стоит делать стробоскоп своими руками?

Недостатки заводских и технологичных устройств подталкивают автолюбителя к самостоятельному изготовлению этого устройства. Кроме того, намного дешевле по стоимости оснастить это оборудование светодиодами вместо дорогой лампы. В качестве источника диодов или донора подойдет обыкновенная лазерная указка или фонарик.

Остальные детали также обойдутся в копейки. Особых инструментов при этом не понадобится. Бюджет процесса изготовления стробоскопа составит не более 100 рублей.

Как сделать стробоскоп своими руками?

Схем и вариантов для изготовления существует огромное количество. Однако в большинстве все проекты по созданию этого гаджета похожи. Давайте посмотрим, что понадобится для сборки.

Нам понадобится простой транзистор КТ315. Его без труда можно найти в старом советском приемнике. Обозначение может слегка отличаться, но это не беда. Тиристор КУ112А можно без проблем добыть из блока питания старинного телевизора. Там же можно найти резисторы небольших размеров. Так как мы делаем светодиодный стробоскоп своими руками, то, естественно, понадобится светодиодный фонарь. Для этого лучше приобрести самый дешевый, из Китая. Кроме этого, нужно запастись конденсатором до 16 В любым низкочастотным диодом, маленьким реле на 12 А, проводами, крокодилами, экранированным проводом 0,5 м длиной, а также небольшим куском медного провода.

Собираем прибор

Схема небольшая, а разместить ее можно прямо в том самом китайском фонаре. Так, через отверстие в фонарике сзади желательно пропустить провода для питания устройства. На концах проводов лучше запаять крокодилы. В боковой стенке нужно проделать отверстие, если его уже не сделали китайцы. Через это отверстие будет проложен экранированный провод. На обратном конце необходимо заизолировать оплетку и припаять тот самый кусок медной проволоки к основной жиле провода. Это будет датчик.

Схема устройства и принцип работы

После подачи тока через провода питания конденсатор очень быстро зарядится через резистор. Когда будет достигнут определенный порог заряда, через резистор напряжение будет поступать на открывающийся контакт транзистора. Здесь сработает реле. Когда реле замкнется, оно создаст цепь из тиристора, светодиода и конденсатора. Затем через делитель импульс попадет на управляющий вывод тиристора. Далее тиристор откроется, а конденсатор разрядится на светодиоды. В результате стробоскоп, своими руками изготовленный, ярко вспыхнет.

Через резистор и тиристор базовыевывод транзистора соединяется с общим проводом. Из-за этого транзистор закроется, а реле отключится. Время свечения светодиодов увеличивается, так как контакт разрывается не сразу. Но контакт разорвется, а тиристор будет обесточен. Схема вернется в базовое положение, пока не поступит новый импульс.

Изменяя емкости конденсатора, можно менять время свечения. Если выбрать конденсатор большей емкости, то светодиодный стробоскоп, своими руками изготовленный, будет ярче и дольше светиться.

Прибор на микросхеме

Основной деталью этой несложной схемы является микросхема типа DD1. Это так называемый одновибратор 155АГ1. В этой схеме он запускается лишь от отрицательных импульсов. Управляющий сигнал поступит на транзистор КТ315, а он сформирует эти отрицательные импульсы. Резисторы 150 К ОМ, 1 К ОМ, 10 К ОМ, а также стабилитрон КС139 работают в качестве ограничителей амплитуды входящего сигнала с зажигания авто.

Конденсатор 0,1 мФ вместе с сопротивлением в 20 КОм зададут нужную длительность импульсов, которые будут сформированы микросхемой. При такой емкости конденсатора длительность импульсов будет примерно до 2 мс.

Затем с 6-й ножки микросхемы импульсы, которые к этому моменту будут синхронизированы с зажиганием машины, попадут на базовый вывод транзистора КТ 829. Он здесь в качестве ключа. Результат - это импульсный ток через светодиоды.

Как запитывается этот стробоскоп для авто? Своими руками нам необходимо провести пару проводов к клеммам автомобильного аккумулятора. Нужно обязательно следить за уровнем заряда АКБ.

Если вы верно соберете эту простую схему, то сразу же сможете увидеть, как работает устройство. Если вдруг яркости недостаточно, то это регулируется подбором соответствующего сопротивления.

В качестве корпуса для устройства можно использовать старый или китайский фонарик.

Еще одна схема стробоскопа

Данный стробоскоп на светодиодах, своими руками изготовленный по такому принципу, также можно запитать от автомобильного аккумулятора. Диоды позволят создать защиту от неправильной полярности. В качестве крепежа здесь применяется обычный крокодил. Его нужно прицепить на высоковольтный контакт первой свечи на моторе. Далее импульс пройдет через резисторы и конденсатор и придет на вход триггера. К тому моменту этот вход уже будет включен одновибратором.

До импульса одновибратор находится в обычном режиме. Прямой выход триггера имеет низкий уровень. Инверсный вход, соответственно - высокий. Конденсатор, присоединенный плюсом к инверсному выходу, зарядится через резистор.

Высокоуровневый импульс запускает одновибратор, что переключает триггер и служит для заряда конденсатора через резистор. Через 15 мс конденсатор полностью зарядится, а триггер переключится в обычный режим.

В итоге одновибратор отреагирует на это синхронной последовательностью прямоугольных импульсов длительностью примерно 15 мс. Длительность можно регулировать при помощи замены резистора и конденсатора.

Импульсы второй микросхемы составляют до 1,5 мс. На этот период открываются транзисторы, которые представляют собой электронный коммутатор. Затем через светодиоды протекает ток. По этому принципу работает стробоскоп для авто (своими руками изготовленный он был или нет, не имеет значения - оба устройства светят одинаково).

Ток, проходящий через светодиоды, гораздо больший, чем паспортный. Но, так как вспышки недолгие, то светодиоды не выйдут из строя. Яркости будет достаточно, чтобы использовать этот полезный прибор даже в дневное время.

Этот стробоскоп своими руками можно собрать в корпусе от все того же многострадального карманного фонарика.

Как работать с прибором?

Собрав по одной из приведенных схем устройство, можно просто и легко, а главное, точно настраивать зажигание на карбюраторных двигателях, проверять правильность работы свечей и катушек, контролировать работу регуляторов угла опережения.

Чтобы максимально правильно выставить зажигание, обычно исходят из того, что смесь зажигается за пару градусов до того, когда поршень придет в самую верхнюю точку. Этот угол называется "угол опережения". Когда обороты коленчатого вала растут, угол тоже должен увеличиваться. Так, этот угол выставляют на холостых оборотах, а затем необходимо проконтролировать правильность настройки на всех режимах работы агрегата.

Выставляем зажигание

Запускаем и прогреваем двигатель. Теперь запитываем наш стробоскоп на светодиодах и подключаем датчик. Сейчас нужно направить прибор на метку на корпусе ГРМ и отыскать метку на маховике. Если момент нарушен, то метки будут достаточно далеко друг от друга. Методом вращения корпуса ГРМ добейтесь совпадения меток. Когда вы нашли это положение, зафиксируйте трамблер.

Затем пора поднять обороты. Метки разойдутся, однако это вполне нормальная ситуация. Вот так проводится настройка зажигания с использованием стробоскопа.

Итак, мы выяснили, как изготавливается стробоскоп на светодиодах своими руками.